Bernd Dürr zur Gebäudeleittechnik

Im Blindflug zum Absturz – wenn das Monitoring fehlt

| Autor / Redakteur: Dr. Dietmar Müller / Ulrike Ostler

Ein Rechenzentrum ohne Gebäudeleittechniksystem ist fatal, da Wartungen, Störungen oder Alarmsignale über einen langen Zeitraum unerkannt bleiben können.
Ein Rechenzentrum ohne Gebäudeleittechniksystem ist fatal, da Wartungen, Störungen oder Alarmsignale über einen langen Zeitraum unerkannt bleiben können. (Bild: gemeinfrei, Comfreak / Pixabay / CC0)

"Monitoring ist heute wichtiger denn je“, stellte Rechenzentrumsexperte Bernd Dürr unlängst in einem Interview mit dem geschätzten Kollegen Dr. Andreas Bergler fest. Dies betreffe keineswegs nur die IT, sondern das gesamte Gebäude inklusive Leittechnik. Was wie und wo gemessen und visualisiert werden muss, erläutert Dürr gegenüber DataCenter-Insider im Detail.

Beim Monitoring eines Rechenzentrums (RZ) gerät zuallererst die Gebäudeleittechnik (GLT) in den Fokus. Und zwar als Problemfall. „Obwohl heutzutage bei neuen Anlagen die Schnittstellenkarten zur Gebäudeleittechnik schon verbaut sind, fehlt es oft an der Zusammenschaltung über einem Monitoringsystem“, berichtet Dürr von seinen jüngsten Recherchen. „Woran das liegt, kann man gar nicht so genau sagen. Mittlerweile ist es auch im Bewusstsein der Verantwortlichen angekommen, dass das Monitoring mit der wichtigste Anlagenteil eines Rechenzentrums ist. Daran dürfte es also nicht liegen. Trotzdem fehlt es oft an der Umsetzung beziehungsweise Implementierung.“

Dürr hegt die Vermutung, „dass es wohl mangels Zeit nicht umgesetzt wird. Warum auch, die Anlagen laufen ja auch ohne Monitoring.“ Das kann allerdings fatale Folgen haben, der alle Beteiligten eines Besseren belehrt: „Kommt es zu einem Ausfall, der verhindert hätte werden können, wenn man z.B. die Überlast über das Monitoring gemeldet bekommen hätte, geht es meist sehr schnell mit der Implementierung eines Monitorings. Dann aber war der erste Absturz im Blindflug schon da.“

Wie können Betreiber einem solchen Blindflug mit anschließendem Absturz vorbeugen? Dürr kann das von Grund auf darlegen:

Betriebszustände auf der Managementebene überwachen

Die GLT ist wesentlicher Teil der Gebäudeautomation, die auf drei Ebenen ansetzt: der Feldebene, der Automationsebene und der Managementebene. Die GLT wirkt auf der Managementebene und überwacht und managt per Software das Gebäude. Sie dürfe aber nicht mit der Mess-, Steuer- und Regeltechnik (MSR) verwechselt werden, so Dürr. Die MSR arbeite auf der Automationsebene und sei beispielsweise für die Regelung der Temperatur oder Luftfeuchte zuständig. Sie sollte aus Ausfallsicherheitsgründen immer autark und eigenständig ablaufen.

Mittels der Gebäudeleittechnik können dagegen auf der Managementebene die Sollwerte verändert und Betriebszustände angezeigt werden. "Allerdings sollte man sich sehr genau überlegen, ob man auf der GLT-Seite ein kompliziertes Konstrukt aufbaut, das zwar über die Ferne alle möglichen Anlagen steuern kann, jedoch auch bei einem Ausfall den Komplettausfall des Rechenzentrums riskiert oder der Sabotage Tür und Tor öffnet", so Dürr. "Die Maßgabe muss sein, die Anlagen in sich möglichst autark zu betreiben und über die Gebäudeleittechnik nur Zustände - als da wären Sammelstörung, Betrieb, Alarm, Voralarm, Bypass etc. - sowie direkte Messwerte wie Temperatur, Luftfeuchte, Zählerstände etc. zu protokollieren."

Welches System eignet sich?

Was bei der Planung eines RZ immer wieder auftauche, sei die Frage des geeigneten Gebäudeleittechnik- beziehungsweise Monitoringsystems. Die Wahl falle schwer, mittlerweile gebe es eine nicht zu überblickende und stetig wachsende Anzahl von Anbietern. Die Systeme Modbus, der Europäische Installationsbus (EIB), auch Instabus genannt, KNX, Profibus, LON und BACnet zählt Dürr zu den bekanntesten. Doch welches System ist das Richtige?

"Gibt es im Unternehmen bereits ein Gebäudeleittechniksystem, stellt sich die Frage meist nicht. Es gibt nur die 'kleine' Herausforderung, die neuen Anlagen auf die bestehenden Systeme aufzuschalten", so Dürr. Seien keine direkten Kopplungen in den Anlagen möglich, werde meist die Übertragung der Meldungen über sogenannte „potentialfreie Kontakte“ realisiert. "Potentialfreie Kontakte sind die einzige Möglichkeit, zu allen GLT-Systemen kompatibel zu sein. Es gibt von allen Herstellern Eingangskarten, die potentialfreie Kontakte verarbeiten können."

Schwierig werde es nur, wenn Messwerte aufgeschaltet werden müssten. Das gehe mit potentialfreien Kontakten nicht, da es nur die Zustände „geschlossen“ oder „offen“ gebe. Hier müsse dann wieder mit Schnittstellenkarten gearbeitet werden, die digitale oder analoge Messwerte in den unterschiedlichsten Formen verarbeiten können. Dabei seien die Messwerte mittlerweile äußerst wichtig, da man nur mit Ihnen Grenzwerte für eine Warnung oder einen Alarm generieren kann.

"In der Sicherheits- und Automatisierungstechnik ist man mittlerweile einen Schritt weiter und hat Standards für Schnittstellen entwickelt, welche die kostspielige Entwicklung von Schnittstellenkarten und Treibern überflüssig machen", berichtet der Experte. "Mit dem IT-Standard OPC als herstellerunabhängige Kommunikationsschnittstelle haben alle großen Hersteller eine Festlegung der Schnittstellenparameter erreicht und so garantiert, dass unterschiedliche Systeme einfach zu verknüpfen sind." Sie gelte als sogenannte „offene Schnittstelle“, da sie nicht herstellergebunden sei.

Die Entscheidung für oder gegen ein bestimmtes Gebäudeleittechniksystem hänge letztlich, so Dürr, vom Standpunkt, der persönlichen Vorliebe und nicht zuletzt den finanziellen Möglichkeiten ab.

Kein Rechenzentrum ohne GLT

Ein Rechenzentrum ohne Gebäudeleittechniksystem sei hochbrisant, da es das Risiko berge, dass Wartungen, Störungen oder Alarme oft über einen langen Zeitraum unerkannt bleiben. "Ohne GLT wird also der Ausfall einzelner Systeme oder des ganzen Rechenzentrums billigend in Kauf genommen", beobachtet der Brancheninsider. Ohne Monitoring gleiche der Betrieb eines RZ einem Blindflug und könne früher oder später zum unkontrollierten Absturz führen.

Daher, so Dürr, ist die GLT mittlerweile eines der wichtigsten Systeme überhaupt in einem RZ. "Daraus hat sich auch zu Recht ein Hype entwickelt, der als DCIM (Data Center Infrastructure Management) in aller Munde ist." Allerdings gehe DCIM weit über die Gebäudeleittechnik und das Monitoring der Infrastruktur hinaus und integriere auch die IT-Hardware, die IT-Verkabelung, Flächenmanagement und weitere Bereiche.

Mit den erzeugten Datenpunkten und den definierten Grenzwerten ließe sich beispielsweise im Halblastparallelbetrieb sicherstellen, dass man die einzelnen Versorgungsseiten unter der "magischen Belastungsgrenze von 50 Prozent" hält. Laut Dürr hat sich auch bewährt, die Datenpunkte und unterschiedlichen Grenzwerte als Warnung - z.B. bei 40 Prozent-Last - und Alarm - z.B. bei 45 Prozent-Last - zu kategorisieren. "Die DIN EN 50600-2-3 geht genau in die gleiche Richtung und empfiehlt, für die Temperatur zwei untere und zwei obere Grenzwerte zu definieren", so der Fachmann.

Durch die Kategorisierung der Werte in Warnung und Alarm habe man dann die Möglichkeit, unterschiedliche Reaktionszeiten festzulegen. So genüge es durch die eingebauten Redundanzen meist, bei einer Warnung mit der Fehlersuche bis zum nächsten Arbeitstag zu warten, wobei bei einem Alarm eine sofortige Reaktion – auch nachts und am Wochenende – erfolgen müsse. Zudem könnten mit den heutigen Systemen logische Verknüpfungen der Datenpunkte durchgeführt werden, sodass der Ausfall beispielsweise eines Umluftklimageräts bei der N+1-Redundanz zunächst eine Warnung erzeuge und erst der Ausfall eines zweiten Gerätes einen Alarm, dem eine sofortige Reaktion folgen müsse.

Monitoring wird vollautomatisch werden

"Übrigens könnte man auch Synergien mit der IT-Hardware zukünftig besser nutzen", gibt Dürr zu bedenken. Temperatur, Stromverbrauch und weitere Informationen seien schließlich Messwerte, die auf IP-Basis an jedem Server zur Verfügung stünden. "Man könnte also seitens der Infrastruktur an manchen Stellen auf Sensoren verzichten und stattdessen die Messwerte der IT-Hardware auf IP-Basis einbinden beziehungsweise bestimmte Messwerte ohne Zusatzkosten viel granularer erhalten."

Allerdings gehe damit aktuell noch ein erhöhter Aufwand im Betrieb einher, da mit jedem Servertausch auch das Monitoringsystem angepasst werden müsse. Dürr harrt darauf, dass die Systeme bald lernfähig werden, seine Hoffnungen ruhen auf künstlicher Intelligenz und Machine Learning.

Was die Einrichtung und Wartung von Monitoringsystemen betreffe, hielten die Hersteller die Zügel noch fest in der Hand. Dürr geht davon aus, dass das Monitoring aber mittelfristig vollautomatisch, praktisch "per Plug & Play" passiert. "Dann können auch die Synergien mit der IT-Hardware elegant genutzt werden – nicht nur für die Versorgungstechnik, sondern auch für die Sicherheitstechnik, denn die Server melden sich auch, wenn beispielsweise das Gehäuse geöffnet wird."

Hinweis

Bernd Dürr hat in der Neuauflage seines erstmals 2013 erschienenen 685-Seiten starken Handbuchs „IT-Räume und Rechenzentren planen und betreiben“ zahlreiche neue Themen aufgegriffen, etwa die Rechenzentrumsnorm DIN EN 50600 oder die „Begrünung“ von Rechenzentren durch noch höhere Energieeffizienz. Bereits auf Basis der Erstausgabe des Standardwerkes hat DataCenter-Insider verschiedene Artikel generiert, das Thema GLT beschäftigt Dürr aktuell sehr.

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